Черные дыры могут лететь по космосу невероятно быстро — до 10% от скорости света
Основываясь на моделировании столкновений между этими экстремальными объектами, это максимальная скорость, которой черные дыры могут достичь после энергичного столкновения. Новые показатели значительно превосходят показатели предыдущих расчетов и дают понять, что мы постепенно приближаемся к пониманию того, насколько опасны «космические пожиратели» на самом деле.
Исследователи Джеймс Хили и Карлос Лоусто из Рочестерского технологического института пишут, что «...экстраполяция на экстремальные скорости вращения привела нас к оценке значения предельной отдачи в 28 562 ± 342 километра в секунду. Таким образом, предел скорости движения черных дыр составляет почти 10% от скорости света».
Космические гонщики
Когда две черные дыры сливаются, конечный продукт не обязательно просто занимает исходную галактическую орбитальную позицию в виде бинарной системы. Столкновение, в зависимости от его энергии, может вызвать отдачу, которая «отбрасывает» последнюю черную дыру — продукт первых двух — на новую траекторию и скорость.
Это происходит, когда гравитационная энергия распределяется неравномерно, больше излучается в одном направлении — результат неравных масс, или спинов, или того и другого в паре черных дыр перед слиянием.
По предыдущим оценкам, максимальная скорость, которая может быть достигнута в результате этого эффекта, составляет около 5000 километров в секунду по отношению к точке его возникновения. На сегодняшний день была обнаружена одна летящая черная дыра, которая, по мнению ученых, была результатом удара отдачи. Он движется со скоростью около 1542 километров в секунду. Но определение ограничений процесса может помочь астрономам выяснить, как часто это происходит.
Этим, к примеру, можно объяснить большое количеством черных дыр, летающих по космосу. Чем больше движущихся черных дыр, тем выше вероятность столкновений, в результате чего черные дыры могут стать более массивными, чем предел массы коллапса ядра. Хили и Лоусто использовали суперкомпьютер для выполнения 1381 полного численного моделирования столкновений между двумя черными дырами одинаковой массы с противоположными спинами, направленными вдоль их орбитальной плоскости.
В результате они получили предельную скорость черной дыры равной 28 562 километрам в секунду. Это более 100 миллионов километров в час. Для сравнения: скорость убегания объекта, пролетающего через Млечный Путь из окрестностей Солнца, составляет 497 километров в секунду. А самый быстрый объект, когда-либо построенный людьми, — это солнечный зонд Parker, который в 2021 году достиг скорости 163 километра в секунду.
Хили и Лоусто также отметили, что вращение и ориентация черных дыр в их симуляции имеют решающее значение для результирующей ударной скорости. Они планируют изучить роль вращения этих колоссальных объектов более подробно и опубликовать результаты в будущей статье.